郭桂　周蔣權(quán)　鄭尚宜

摘要：理解科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系是科學(xué)素養(yǎng)和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容.對我國最新頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的文本分析表明，該課程標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)了“不區(qū)分科學(xué)與技術(shù)”“技術(shù)是應(yīng)用科學(xué)”和“科學(xué)對技術(shù)具有促進(jìn)作用”的“科學(xué)-技術(shù)”觀.這從本質(zhì)上是一種理想主義的、靜態(tài)的“科學(xué)-技術(shù)”觀.這種“科學(xué)-技術(shù)”觀將科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別模糊化；片面強(qiáng)調(diào)科學(xué)對技術(shù)的價值，忽視技術(shù)對科學(xué)的影響；對正確認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)及二者關(guān)系將產(chǎn)生不利影響；同時易使學(xué)生形成錯誤的科學(xué)價值觀.因此，可以從完善課程標(biāo)準(zhǔn)、提升物理教師的科學(xué)哲學(xué)素養(yǎng)和靈活應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)展開教學(xué)三個方面予以應(yīng)對.

關(guān)鍵詞：高中物理；課程標(biāo)準(zhǔn)；“科學(xué)-技術(shù)”觀；問題；建議

基金項目： 湖南省社科青年基金項目“社會性科學(xué)議題（SSI）理科課程設(shè)計研究”，項目編號：15YBA265.

作者簡介： 郭桂周（1982-），男，河北滄州人，講師，教育學(xué)博士，研究方向：物理課程與教學(xué)論、科學(xué)教育；

蔣權(quán)（1996-），男，湖南衡陽人，在讀碩士，研究方向：物理課程論；

鄭尚宜（1995-），女，吉林長春人，在讀碩士，研究方向：物理課程論.

當(dāng)代科學(xué)教育的目標(biāo)著眼于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)素養(yǎng)不僅包括科學(xué)知識與技能、科學(xué)態(tài)度、情感與價值觀，而且包括理解科學(xué)與技術(shù)、社會的關(guān)系等[1].我國最新頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“高中物理新課標(biāo)”）指出，認(rèn)識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境之間關(guān)系是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容[2].由此可見，認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系是科學(xué)素養(yǎng)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要維度.但是高中物理新課標(biāo)究竟呈現(xiàn)了一種什么樣的“科學(xué)-技術(shù)”觀？這種“科學(xué)-技術(shù)”觀是否合適？筆者即以此“科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系”作為研究對象對新課標(biāo)進(jìn)行文本分析，揭示其背后的“科學(xué)-技術(shù)”觀，認(rèn)識其存在的問題，進(jìn)而提出必要的建議.

1研究的方法與工具

11研究方法

本研究采用的是內(nèi)容分析法.我國臺灣學(xué)者歐用生指出，內(nèi)容分析法是以客觀及系統(tǒng)化的態(tài)度，對文件內(nèi)容進(jìn)行分類、統(tǒng)計、分析，以計量的方法，藉次推論產(chǎn)生該項文件內(nèi)容的環(huán)境背景及意義，是傳統(tǒng)上教科書研究最常使用的研究方法[3].研究者可以應(yīng)用自身建構(gòu)或者其他學(xué)者建構(gòu)的與某一主題相關(guān)的、相對科學(xué)規(guī)范的分析框架對教科書內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計分析，之后可以結(jié)合相關(guān)理論展開更加深入的探討.

12研究工具

要認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，首先需要對“科學(xué)”與“技術(shù)”進(jìn)行界定.這里的“科學(xué)”指的是自然科學(xué)，即人類用實證、理性諸方法就自然乃至人本身進(jìn)行探究所獲得的知識的體系化之過程與結(jié)果[4].而技術(shù)指的是“人類在利用自然、改造自然的勞動過程中所掌握的各種活動方式、手段和方法的總和”[5].在本研究中，為了研究的需要，筆者選用的研究工具是Florbela M.Calado等建構(gòu)的“科學(xué)與技術(shù)關(guān)系分析檢查表”（表1）.該檢查表以“科學(xué)與技術(shù)是兩個不同的、但卻相互作用的共同體”作為指導(dǎo)思想，從“科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別”“面向科學(xué)的技術(shù)”“面向技術(shù)的科學(xué)”和“科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)”四個方面對文本呈現(xiàn)的科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系展開探究[6].該檢查表較為全面，具有較好的內(nèi)在信度，并且簡潔明了，可操作性強(qiáng).

2高中物理新課標(biāo)中科學(xué)與技術(shù)關(guān)系文本的歸類與分析

下面就高中物理新課標(biāo)中與科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系有關(guān)的文本進(jìn)行提取與分析.該部分研究由三位具有物理教育研究背景的研究人員共同展開，分別對物理新課標(biāo)中呈現(xiàn)的科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的話語文本進(jìn)行掃描與歸類，并進(jìn)行信度檢驗.經(jīng)檢驗，三名研究人員保持了比較高的一致率（96.2%），從而確保了本研究的外在信度.

21高中物理新課標(biāo)中“科學(xué)-技術(shù)”關(guān)系文本的掃描與歸類

本研究首先對高中物理新課標(biāo)中與科學(xué)與技術(shù)關(guān)系有關(guān)的文本進(jìn)行掃描并提取，并獲得26個目標(biāo)文本.之后對這26個目標(biāo)文本進(jìn)行初步分析與歸類，發(fā)現(xiàn)這些話語文本主要呈現(xiàn)了三個方面的內(nèi)容：“不區(qū)分科學(xué)與技術(shù)”、“技術(shù)是應(yīng)用科學(xué)”以及“科學(xué)對技術(shù)的促進(jìn)作用”（見表2）.

22高中物理新課標(biāo)中“科學(xué)-技術(shù)”關(guān)系分析

通過以上的內(nèi)容歸類，我們可以看出，在26個涉及科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的文本中，30.8%的內(nèi)容將科學(xué)與技術(shù)連用或者混用，如“科學(xué)技術(shù)”或者“科技”，但是并沒有明確闡述科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系，這從本質(zhì)上是一種科學(xué)與技術(shù)一體化的觀點.42.3%的內(nèi)容認(rèn)為科學(xué)能夠應(yīng)用于技術(shù)，技術(shù)背后存在著物理學(xué)或者科學(xué)原理，即呈現(xiàn)的是“技術(shù)是應(yīng)用科學(xué)”的觀點，這從本質(zhì)上是一種科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的線性模型.26.9%的內(nèi)容認(rèn)為“科學(xué)對技術(shù)具有促進(jìn)作用”，即科學(xué)推動了技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)是制約或者說影響著技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的重要因素.

3高中物理新課標(biāo)中“科學(xué)-技術(shù)”觀存在問題

高中物理新課標(biāo)對于科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的觀點主要存在著如下幾個方面的不足.

31呈現(xiàn)了靜態(tài)的、理想主義的“科學(xué)-技術(shù)”觀

正如黑格爾所指出的那樣，凡是歷史的都沒有（唯一、確定的）本質(zhì).科學(xué)與技術(shù)同樣是歷史的、發(fā)展的，這就決定了二者的關(guān)系在不同的歷史時期呈現(xiàn)為不同的特征.如澳大利亞科學(xué)教育學(xué)者保羅·加德納從歷時態(tài)的角度將科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系分為四種類型[7]：

（1）“劃界主義（demarcationist）”的觀點.古希臘學(xué)者（如亞里士多德）認(rèn)為，科學(xué)與技術(shù)相互獨立且異質(zhì).科學(xué)知識是第一原理和第一因的知識，科學(xué)知識是由永恒的、必然的真理構(gòu)成的.而技術(shù)與如何做有關(guān)，科學(xué)是比技術(shù)高貴的知識形式[8].

（2）唯物主義（materialist）的觀點.在近代科學(xué)革命時期，實驗成為近代自然科學(xué)的基石，科學(xué)知識必須經(jīng)歷實驗技術(shù)的檢驗才能證明其真理性，因此在這一時期，技術(shù)被看做是科學(xué)之源.

（3）“理想主義（idealist）”的觀點.在十九世紀(jì)下半葉，人們傾向于將科學(xué)與技術(shù)看做是不同的社會活動.科學(xué)被看做是“純粹的”“為真理而追求真理”“價值無涉的”.而技術(shù)是“應(yīng)用的”“實踐的”和“工程的”.這一時期人們普遍認(rèn)為，科學(xué)先于并優(yōu)于技術(shù)，科學(xué)知識是技術(shù)進(jìn)步的源泉，技術(shù)進(jìn)步是科學(xué)的概念、原理、方法等特定領(lǐng)域的應(yīng)用.直到20世紀(jì)60年代，人們還將技術(shù)看做是應(yīng)用科學(xué)[9].

（4）“互動主義（interactionist）”的觀點.到了20世紀(jì)70年代以后，占統(tǒng)治地位的模型是：科學(xué)與技術(shù)是兩個不同的、但卻相互作用的共同體.科學(xué)與技術(shù)有自己的目標(biāo)、傳統(tǒng)與價值，既相互獨立又相互聯(lián)系.

由此可見，我國高中物理新課標(biāo)呈現(xiàn)的是一種理想主義的“科學(xué)-本質(zhì)”觀，即認(rèn)為科學(xué)知識是技術(shù)進(jìn)步的源泉（如“了解物理學(xué)對信息技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn)”），并且技術(shù)進(jìn)步是科學(xué)的概念、原理、方法等在技術(shù)中的應(yīng)用（如“了解發(fā)電機(jī)和電動機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化”）.但是這種模型的不足在于，未能從本體論的角度區(qū)分科學(xué)與技術(shù)之間的差異，并且沒有關(guān)注到技術(shù)對科學(xué)發(fā)展的影響.

32未區(qū)分科學(xué)與技術(shù)，將科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別模糊化

通過前面的統(tǒng)計分析，我們發(fā)現(xiàn)高中物理新課標(biāo)很大的篇幅并未區(qū)別科學(xué)與技術(shù)，而是將科學(xué)與技術(shù)連用或者混用，這其實是將科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別模糊化，這種視科學(xué)與技術(shù)一體化的觀點，認(rèn)為科學(xué)與技術(shù)密不可分、融為一體.課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的這種處理方式，可能帶來的不良后果.

（1）導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對科學(xué)與技術(shù)的混淆，無法認(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)的差異.我國物理學(xué)家吳大猷早在上世紀(jì)80年代就指出，中國創(chuàng)用“科技”一詞是很大的不幸：“我們通常將基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)三者，籠統(tǒng)地用‘科技兩字包括起來，其實這個簡稱，已導(dǎo)致了社會上許多人對科學(xué)和技術(shù)的混淆了解.”[10]

（2）課程標(biāo)準(zhǔn)的這種處理方式對于認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系也是不利的，即課程標(biāo)準(zhǔn)并未深入闡述科學(xué)與技術(shù)所存在的多方面的內(nèi)在聯(lián)系.

33片面強(qiáng)調(diào)科學(xué)對技術(shù)的價值，忽視技術(shù)對科學(xué)的影響

從現(xiàn)實來看，科學(xué)愈發(fā)技術(shù)化，即成為一種“技科學(xué)（tech-science）”，現(xiàn)代科學(xué)對于技術(shù)的發(fā)展確實發(fā)揮著巨大的作用.但是需要指出的是，技術(shù)又可以分為經(jīng)驗性技術(shù)與科學(xué)性技術(shù)，科學(xué)對技術(shù)的影響與作用對象主要是科學(xué)性技術(shù)，并且這種影響并不是直接的而是需要中介的.同時我們也要看到，不僅科學(xué)影響技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)同樣制約或者促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)對科學(xué)的影響主要是通過為科學(xué)研究提供新的技術(shù)手段或者實驗器材等方式實現(xiàn)的，如冷凍電鏡的發(fā)明促進(jìn)了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展.同樣，受制于真空技術(shù)，赫茲對陰極射線的研究得出了錯誤的結(jié)論，而之后的J.J.湯姆遜則利用更先進(jìn)的真空技術(shù)發(fā)現(xiàn)了電磁場能夠使陰極射線偏轉(zhuǎn)，其方式與帶電粒子一致，并測量出電荷與粒子質(zhì)量的比值，從而揭示了陰極射線的本質(zhì)[11].

34對正確認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)的本質(zhì)及二者關(guān)系將產(chǎn)生不利影響

從技術(shù)哲學(xué)或者科學(xué)技術(shù)哲學(xué)的角度來看，“技術(shù)是應(yīng)用科學(xué)”是一種片面的“科學(xué)-技術(shù)”觀，這種觀點并未能真正認(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)的復(fù)雜關(guān)系.實際上，科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系不僅是歷史發(fā)展的，而且無論是理論上還是實踐中二者都存在著巨大的差異.技術(shù)并非僅僅是應(yīng)用科學(xué)，并且也不必然是應(yīng)用科學(xué).雖然科學(xué)趨于技術(shù)化、技術(shù)趨于科學(xué)化是不爭的事實，但是科學(xué)與技術(shù)在諸多方面確實有天壤之別，“技術(shù)與科學(xué)并非只有程度上的、細(xì)微的差異，而有著原則上的、本質(zhì)性的不同”.如錢時惕指出，科學(xué)屬于認(rèn)識范疇，主要回答“是什么”“為什么”的問題，技術(shù)屬于實踐范疇，主要解決客觀世界“做什么”“怎么做”的問題[12].李醒民則從追求目的、研究對象、活動取向、探索過程等十七個維度論證了科學(xué)與技術(shù)的差異.如從追求目的看，科學(xué)以求知為鵠的，其目標(biāo)在于探索和認(rèn)識自然；技術(shù)以應(yīng)用為歸宿，其意圖在于利用和改造自然.而從采用方法來看，科學(xué)主要是運用實驗推理、歸納演繹等方法.而技術(shù)多是調(diào)查設(shè)計、試驗修正等方法[13].只有對科學(xué)與技術(shù)的差異進(jìn)行深入探討，才能夠真正認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)以及二者的關(guān)系.

35不區(qū)分科學(xué)與技術(shù)易使學(xué)生形成錯誤的科學(xué)價值觀

將科學(xué)與技術(shù)連用或者混用（如“科學(xué)技術(shù)”或者“科技”）實際上是一種科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的線性模型，這種模型認(rèn)為技術(shù)革新來源于科學(xué)發(fā)現(xiàn).正如費曼所指出的那樣：“人們似乎相當(dāng)普遍地認(rèn)為，只要科學(xué)家們對于錯綜復(fù)雜的社會問題加以關(guān)注，而不是成天鉆在細(xì)枝末節(jié)的科學(xué)研究之中，那么巨大的成功就會自然到來.”[14]但是這種模型易使人們形成一種這樣的錯誤認(rèn)識：科學(xué)必然要向技術(shù)轉(zhuǎn)化.科學(xué)與技術(shù)關(guān)系的這種線性模型更加強(qiáng)調(diào)科學(xué)的實用價值.但是大量的科學(xué)研究尤其是物理學(xué)研究實際上與人類現(xiàn)實中的技術(shù)應(yīng)用風(fēng)馬牛不相及，如宇宙學(xué)中的大爆炸理論、黑洞理論以及反物質(zhì)與暗物質(zhì)理論等，更多的是對大自然本質(zhì)的探索和認(rèn)識.從科學(xué)本質(zhì)的角度來看，科學(xué)活動主要還在于探索自然背后的客觀規(guī)律，提高人類的認(rèn)識水平，即求真.同時科學(xué)還能夠為人類提供智慧和思辨的享受，以及開放的頭腦和懷疑的精神[15].正如有的學(xué)者所指出的那樣，對科學(xué)實用價值的過分強(qiáng)調(diào)，不但扼殺了孩子的想象力和創(chuàng)造力，而且還剝奪了人們參與科學(xué)活動、學(xué)習(xí)科學(xué)知識的樂趣以及對發(fā)現(xiàn)大自然真理的執(zhí)著追求[16].

4對策與建議

筆者認(rèn)為，可以采取以下三個方面的措施應(yīng)對物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中“科學(xué)-技術(shù)”觀存在的問題.

41“科學(xué)—技術(shù)”的完整性和層次性

物理課程標(biāo)準(zhǔn)需要呈現(xiàn)完整、深層次、動態(tài)發(fā)展的“科學(xué)-技術(shù)”觀.完整的、深層次的“科學(xué)-技術(shù)”觀一方面需要呈現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)的核心特征，另一方面需要呈現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的深層次聯(lián)系、互動與差異，既要呈現(xiàn)科學(xué)對技術(shù)的影響，又要呈現(xiàn)技術(shù)對科學(xué)發(fā)展的影響.同時需要展示一種歷史感，即科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系并不是靜態(tài)的，而是歷史發(fā)展的.在當(dāng)代，科學(xué)與技術(shù)更多地呈現(xiàn)為既存在差異，又相互影響和制約.并且，在高中物理教科書編寫過程中也要關(guān)注并呈現(xiàn)合適的“科學(xué)-技術(shù)”觀.

42提升物理教師的科學(xué)技術(shù)哲學(xué)素養(yǎng)

我國以往的物理教師教育課程體系一般由兩部分構(gòu)成，即“物理學(xué)知識+教育學(xué)知識”，但是這種物理教師教育模式的先天不足是教師所具備的知識體系中，物理知識基本能夠滿足教學(xué)要求，但是教師缺乏與科學(xué)有關(guān)的知識（knowledge about science），即認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)與技術(shù)、社會的聯(lián)系等，而這些知識同樣屬于科學(xué)素養(yǎng)的重要范疇.因此，有必要將科學(xué)技術(shù)哲學(xué)（或自然辯證法概論）課程適當(dāng)納入到物理教師教育課程體系中來，只有這樣物理教師才不會“只見樹木，不見森林”.惟有如此，物理教師才能夠在教學(xué)中不僅教授物理知識，而且提升學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)與技術(shù)、社會關(guān)系的認(rèn)識與理解.

43靈活應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)展開教學(xué)

高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)是高中物理教師展開高中物理

教學(xué)的綱領(lǐng)和依據(jù)，但是需要指出的是，課程標(biāo)準(zhǔn)并不是“圣經(jīng)”，在展開教學(xué)的過程中，教師可以對部

分內(nèi)容及其教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)試，但是這種調(diào)試并不是隨意地、毫無依據(jù)的調(diào)整，而是要有充分的理由、依據(jù)，教師需要在展開充分論證的基礎(chǔ)上對課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試并展開教學(xué)，使教學(xué)效果最優(yōu)化.

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